（环境科学专业论文）三种磺胺类药物在植物体内的迁移与积累研究.pdf

中的迁移。以不同浓度( 1 0 、1 0 om l ) 的营养液处理4 天，木质部液中三种s a s 均检测到，未检测到代谢物。韧皮部液中检测到s m z 、n 4 一a c e s m 2 、n 4 一a c s m z ， s d z 、s m 2 未检出。 ( 6 ) 通过低浓度( 0 1 、1 0 m l ) 长期暴露和高浓度( 1 0 0m l ) 短期 暴露实验，连续培养至果实成熟。结果显示，番茄果实对于s a s 具有明显的累 积效应，s a s 初始浓度越高，累积浓度就越高。s m 2 、s m z 在番茄体内可被降解 为n 4 一a c e s m 2 、n 4 a c s m z 。o 1m l 的低剂量长期暴露的番茄中s d z 、s m 2 均未检测到，s m z 、n 4 一a c s m z 检测浓度分别的1 3 p g l ( g 和4 1 肛g l ( g ，在高剂 量短期暴露的番茄中这3 种s a s 及2 种代谢物均被检测出，浓度范围为 3 1 8 9 5 1 肚g k g 。 关键字：磺胺类药物 番茄分析方法木质部液代谢物 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fi n t e n s i v ef a m i n g ，m o r ea n dm o r es u l f ad r u g sw e r e u s e dt ot r e a ta n dp r o m o t et h eg r o w t ho fl i v e s t o c ka n dp o u l t 巧h u m a n sa l s ou s e dl o t s o fa n t i b i o t i c s a n t i b i o t i c sp o l l u t i o np r o b l e m sc a u s e db yt h ea b u s eo fa n t i b i o t i c si nt h e e n v i r o 】哪e n ts h o u l dn o tb ei 印o r e d a n t i b i o t i c sw h i c hw e r eo ns o i lc o u l dc a u s e s e r i o u sd a m a g et ot h em i c r o e c o l o g i c a ls y s t e m ，a n dw e r el i k e l yt ob ea b s o r b e da j l d a c c u m u l a t e db yt h ep l a n t s h u m a nh e a l t hm a y b et h r e a t e n e dt h r o u g ht h ev e g e t a b l e s f o o do fp l a n t p e o p l ep a i dm o r ea t t e n t i o nt oa n i m a lp r o d u c tf o o d sw h i c hw e r ep o l l u t e d b ya n t i b i o t i c sf o ra1 0 n gt i m e ，s u c ha sm e a t ，e g g sa n dm i l k v e r yf e ws t u d i e so f a b s o 印t i o no fp l a i l t sh a db e e nm a d e t h ei n f l u e n c ef a c t o r sa n da b s o 印t i o nm e c h a n i s m n e e dt ob e 如n h e rr e s e a r c h e d t h et e s tu s e dt o m a t oa n dc a s t o ra st h eo b j e c t so f r e s e a r c hi nh y d m p o n i cc o n d i t i o n t h em a i nr e s u l t so ft h er e s e a r c ha r es u m m 撕z e da s f o l l o w s ： ( 1 ) ac o m p r e h e n s i v ea n a l ”i c a l m e t h o db a s e do nu l t r a p e r f o m a i l c e l i q u i d c h r o m a t o 伊印h yt a n d e mm a s ss p e c t r o m e t 科( u p l c m s m s ) w a sd e v e l o p e df o rt h e s i m u l t a n e o u sd e t e 肌i n a t i o no ft h r e es u l f o n a m i d e sa n dt h e i rm a i nn l e t a b o l i t e s q u a l i t a t i v ea 1 1 dq u a l l t i t a t i v ea n a l y s i sw a sc a 玎i e do u tf o rm ea l l a l y z eu n d e rt h e m u l t i r e a c t i o nm o n i t o r i n g ( m r m )m o d ea r e rm ec h r o m a t o 伊印h i cs e p a r a t i o no n w a t e r sa c q u i t yu p l cb e n c 1 8 ( 2 1 m m 1 0 0 m m ，1 7 肛m ) c o l u m n t h er e c o v e 叫 o fs t a i l d a r da d d i t i o n sr a i l g e d 行o m 7 8 9 t o10 9 a n dt h er e l a t i v es t a i l d a r dd e v i a t i o n r a i l g e d 仃o m3 0 t o1 2 6 t h el i m i t so fd e t e c t i o nf o rt h e3s u l f o n 锄i d e sa n dt h e i r m a i nm e t a b 0 1 i t e sw e r ei nt h er a n g eo fo 0 8 肛g k gt o 0 9 0 g k ga n dt h el i m i to f q u a l l t i f i c a t i o nw a s0 4 3 3 o o u g 瓜g ( 2 ) t r e a t e dw i t hc o n c e n t r a t i o no f10 m l ，s u l f a d i a z i n e ( s d z ) ，s u l f a m e t h a z i n e ( s m 2 ) ，s u l f a m e t h o x a z o l e ( s m z ) w e r ed e t e c t e di nt h et o m a t ox y l e mn u i d s s d zi n t o m a t ox y l e mn u i d sr e a c h e dm a x i m u m8 8 9 6 8 p li n4 8h o u r s s m 2 ，s m zi nt o m a t o x y l e mn u i d sr e a c h e dm a x i m u m ，2 0 2 6 2 3p l ，5 8 2 2 3p l ，r e s p e c t i v e l y t r e a t e dw i t h c o n c e n t r a t i o no f1 0 m l ，s d z ，s m 2 ，s m zi nt o m a t ox y l e mn u i d sr e a c h e dm a x i m u m ， 6 1 6 6 灶l ，2 2 2 0 l ，5 3 5 p l ，r e s p e c t i v e l y s u l f - a - d m g s c o n c e n t r a t i o ni nt o m a t o x y l e mn u i d st e n d e dt ob a l a n c eo v e rt i m e s d z ，s m 2 ，s m zw e r en o td e t e c t e di n o 1m lt r e a t m e n tc o n c e n t r a t i o nw i t h i n2 5d a y s s u l f a d m g sc o n c e n t r a t i o ni nt o m a t o f l u i d si n c r e a s e dw i t ht h e i n c r e a s i n g o ft r e a t m e n tc o n c e n t r a t i o n n 4 一a c e t y l s u l f a m e t h a z i n e ( n 4 a c e s m 2 ) ，n 4 a c e t y l s u l f - 锄e t h o x a z o l e ( n 4 a c s m z ) w e r en o td e t e c t e di nx y l e mf l u i d so ft o m a t o ( 3 ) t h r e es u l f o n 锄i d e sw e r ea ut r a n s p o n e d 舶mr o o tu pt ot o p ，a n dg o ti n t o b a l a n c eo v e rt i m e t h ec o n c e n t r a t i o no ft h r e es u l f o n a m i d e si nt o m a t ox y l e mf l u i d s d e c r e a s e dw i t ht o m a t op l a n t sh e i g h t ( 4 ) i nd i f f e r e n tp h ( 4 ，6 ，8 ) s o l u t i o nf o r6d a y s ，t h ec o n c e n t r a t i o no fs m 2i n t o m a t o x y l e m f l u i d sr e a c h e dm a x i m u m 6 4 8 7 l i nd i f f e r e n ti l l u m i n a t i o n i n t e n s i t i e s ( o ，5 0 0 ，5 0 0 0 ，5 0 0 0 0 l x ) f o r6d a y s ，t h ec o n c e n t r a t i o no fs m 2i nx y l e m f l u i d so ft o m a t oh a ds i g n i f i c a n td i f 五。i n c e w h e nt h ei 1 1 u m i n a t i o ni n t e n s i t yw a s5 0 0 1 x ， m ec o n c e n t r a t i o nr e a c h e dm a x i m u m ，9 2 0 8 p l ( 5 ) t h et r a n s p o r to ft h r e es u l f - o n 锄i d e si nx y l e mn u i d sa n dp h l o e mn u i d so f c a s t o rw a ss t u d i e d t r e a t e dw i t hd i f f e r e n tc o n c e n t r a t i o n s ( 1 0 ，1o om l ) f o r4d a y s ， t l l r e es u l f o n 锄i d e sw e r ed e t e c t e di nx y l e mn u i d se x c 印tt w om e t a b o l i t e s t h e r ew e r e s m z ，n 4 一a c e s m 2 ，n 4 a c s m zi np h l o e mf l u i d s ，b u tn os d z ，s m 2 ( 6 ) l o n gt i m et r e a t e dw i t hl o wd o s ed m g s ( 0 1 ，1 o m l ) a n ds h o r tt i m et r e a t e d w i t hh i g hd o e sd 1 1 l g s ( 10 om l ) i nt o m a t ow e r es t u d i e d s d za n ds m 2w e r en o t d e t e c t e di nl o wd o s ed m g st r e a t e ds 锄p l e ( 0 1m g l ) ，w h i l et h es m za n dn 4 一a c - s m z r e a c h e d1 3 g 瓜ga n d4 1 g l ( gi ni t t h r e ek i n d so fs a sa n dt w om e t a b o l i t e sw e r ea u d e t e c t e di nd r u g st r e a t e ds a m p l e s ( 1 0 m l ，1o m g l )a i l dm ec o n c e n t r a t i o nw e r e 锄o n g3 1a n d8 9 5 1 “g k gi nt h es 锄p l e s k e y w o r d s ：s u l f o n a l l l i d e s ，t o m a t o ，x y l e mf l u i d s m e t a b 0 1 i t e a n a l 如c a lm e t h o d i v 术语及略语 u p l c m s m s m r l l o d l o q s d r s d s e s d z s m 2 s m z n 4 a c e s m 2 n 4 一a c s m z s a s s 小： m e s 术语与缩略语表 英文全称 u l t r a p e r f o m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p h y “q u i dc 1 1 r o m a t o g r 印h y - m a s ss p e c t r o m e t r y m a x i m u mr e s i d u el i m i t l i m i to fd e t e c t i o n l i m i to f q u a j l t i f i c a t i o n s t a n d a r dd e v i a t i o n r e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o n ， s t a i l d a r de r r o r s u l f a d i a z i n e s u l f 锄e t h a z i n e s u l f i 锄e t h o x a z o l e n 4 一a c e t y l s u l f a m e t h a z i n e n 4 a c e t y l s u l f a m e t h o x a z o l e s u l f h o m i d ed r u g s s i 印a l n o i s e 4 一m o 印h o l i n e e t h a n e s u l f o n i ca c i d v 中文全称 超高效液相色谱 串联质谱 最大残留限量 检测限 定量限 标准偏差 相对标准偏差 标准误 磺胺嘧啶 磺胺二甲基嘧啶 磺胺甲嗯唑 n 4 一乙酰化磺胺二 甲嘧啶 n 4 乙酰基磺胺甲 嗯唑 磺胺类药物 信噪比 2 吗啉乙磺酸 1 文献综述 1 1 抗生素生产使用现状 抗牛素( a i l t i b i o t i c s ) 是生物( 包括微生物、植物和动物) 在其生命活动过程中所产生 的、或由其他方法获得的，能在低微浓度下有选择地抑制或影响它种牛物功能的有机 物质【lj 。抗牛素对人和动物疾病起防治作用，同时作为饲料添加剂还能够促进动物的 生长，鉴于此，抗生素被人类广泛的使用。抗生素在很长一段时期内，都被认为是对 人类有益而对环境无害的物质，从而被大量的生产使用。美国每年抗生素的使用量大 约有1 6 0 0 万k g ，用于治疗人和动物疾病的抗生素仅占3 0 ，7 0 的用于非治疗目的 嵋j 。1 9 5 0 年到1 9 9 9 年这四十年中，抗生素在美国的用量增长了1 0 1 2 ，1 9 9 9 年高达 9 3 0 埏，其中8 6 的量用于治疗与预防疾病，17 用于促进动物牛长、提高饲料利用 率【3 】。在美国，9 3 的猪在其牛长期或成熟期所喂食的饲料中都会掺有一定量的抗生 素【4 】。1 9 9 9 年欧洲用于动物的抗生素为4 6 4 8 万k g ，占其总使用量的3 5 。荷兰官方 1 9 9 6 年统计结果表明，万古霉素用于人类治疗的量为1 5 0 0 k g ，其同类抗生素作为饲 料添加剂总量高达8 0 0 0 0 k g 。澳大利亚也存在同样情况，1 9 9 6 年澳大利亚人用万古霉 素的量为5 2 8 k g ，作为饲料添加剂的量为6 2 0 0 0 k g 。肯尼亚近1 4 6 0 0 埏的抗牛素用于 动物食品生产中，其中四环素类占总使用量的5 6 ，磺胺类与甲氧苄氨嘧啶则占了 2 2 【5 】，在其他的非洲国家( 如坦桑尼亚和乌干达的共和联合体) ，人们能够轻易的获 得抗牛素6 1 。 每年我国也有上万吨的抗牛素类药物被用于人类医疗和畜禽养殖业中。2 0 0 5 年 化学工业学会和制药协会统计数据显示，每年我国抗生素原料生产量约为2 1 万吨。 我国已成为了抗牛素的生产和使用大国【7 】。随着畜牧业集约化以及饲料工业的发展， 各种抗牛素作为饲料添加剂越来越广泛的应用于养殖业中。虽然一些发达国家已经开 始部分或者全面禁止抗生素添加剂的使用，但由于发展中国家畜牧养殖业的发展及兽 用抗牛素的滥用，未来相当长的一段时间内全球对兽用抗生素的需求仍将十分巨大。 1 2 环境中抗生素的主要来源及进入途径 抗牛素是由微生物、高等动物及植物在牛命活动过程中所产牛的具有抗病原体或 者其他活性的一类次级代谢产物，其能在低浓度下有选择地抑制或者影响其他生物功 能。自从弗莱明1 9 2 8 年发现青霉素以来，大量新的抗生素被发现，目前临床应用的 抗生素超过3 5 0 种，常用的达到1 0 0 多种，根据其化学结构的不同，大致可以分为以 下几类，如表1 1 所示： 表卜1 主要抗生素种类 t a b 1 - 1t h ew i d e l yu s e da n t i b i o t c s 随着抗牛素的大量使用，各种环境介质中均可检测到抗生素的存在。环境中的抗 生素主要来源于农用抗生素和医用抗牛素，其中农用抗生素主要包括：( 1 ) 兽药生产 过程中损失和废弃的兽药；( 2 ) 水产养殖中直接施用的兽药的残余物；( 3 ) 经用药动 物粪、尿等排出的兽药残余物等。医用抗牛素丰要包括：( 1 ) 医院丢弃的过期抗生素； ( 2 ) 残留在药瓶和器械上的抗生素；( 3 ) 经由病人粪便和尿液排出的处方抗牛素； ( 4 ) 医药企业在牛产过程中流失的抗牛素等【8 j 。抗生素一旦进入土壤就会分布到水 环境和土壤中【虫1 0 j 。 尽管抗牛素在疾病的防治和促进动物牛长方面发挥了较大作用，但是通过口服或 肌肉注射进入动物体内的抗生素并不能完全被机体吸收，约3 0 9 0 会以母体化合物 的形态随尿粪等排出体外【1 1 1 。一些代谢物仍具有生物活性或是排出体外后又会转化为 母体化形态 1 2 。b e r g e rk 等研究发现，磺胺二甲基嘧啶的代谢物n 4 乙酰化磺胺二甲 嘧啶在液体粪肥中可转化为母体药物 13 1 。小公牛一次口服剂量的金霉素约1 7 7 5 会 以母体形态排出，绵羊一次口服剂量的上霉素约2 1 会以母体形态排出【l4 i 。当动物 粪便等作为肥料供给使用时，抗牛素会以代谢物或者母体的形式进入环境。 1 3 抗生素在环境介质中的残留水平及分布 大量抗牛素使用后，通过各种途径，最终都会进入环境中，造成环境中抗牛素的 污染。许多研究都已经证实了抗牛素广泛存在于土壤、水体及动物排泄物中。 1 3 1 抗生素在土壤中的残留水平 兽用抗牛素进入畜禽体内后，并不能被完全吸收，通常以母体化合物或代谢物的 形式排出体外，畜禽的排泄物会作为肥料撒入农田或是直接积存在田地中【1 5 1 引。荷兰 每年通过施肥和灌溉进入土壤表层中的抗牛素的含量可能高达8 7 0 g l ( 一1 7 】。在德国 施用粪肥的沙壤土中检测到四环素类抗牛素，金霉素浓度为9 3 “g l ( g ，土霉素浓度为 2 7 p g l ( g ，四环素为4 4 3 p g l ( g ，德国其他地方土壤中也发现四环素类抗牛素，浓度为 4 5 0 肛g l ( g 到9 0 0 肛g l ( g 【1 9 】。澳大利亚施用粪肥土壤中金霉素含量达到3 9 1 “g l ( g 1 8 】。意 大利、土耳其等国施用粪肥的土壤中金霉素和土霉素的含量为l o o g l ( g ，某些甚至高 达5 0 0 p 眺一2 0 2 1 1 。粪肥中磺胺二甲嘧啶和四环素的浓度分别4 0 m l 和2 0 m l 2 2 1 。 在我国，土壤中抗生素的残留状况也不容乐观。赵娜分析了珠三角地区养猪场菜地、 普通蔬菜基地、无公害蔬菜基地、绿色蔬菜基地等四种不同类型的菜地土壤中四环素 类、磺胺类抗牛素，结果发现，所有土壤样品中均检出一种以上的抗牛素，土壤中 抗生素含量高低顺序为：养猪场菜地 无公害蔬菜基地 普通蔬菜基地 绿色蔬菜基地 怛引。邰义萍等研究了亚热带地区长期施用粪肥的菜地土壤中四环素类化合物的含量与 分布特征，结果表明，土壤中四环素、土霉素、金霉素、强力霉素的总含量在 1 3 5 2 2 5 2 p g l ( g 之间，化合物的组成及其含量随着深度增加含量迅速降低，但在 6 0 8 0 深度仍有检出2 4 1 。王冉等在土壤中检测到的土霉素含量高达2 0 0 m g l ( 一2 5 1 。李 彦文等分析了广州、深圳等地菜地土壤中六种磺胺类和三种四环素类抗生素的污染特 征，结果表明，磺胺类单个化合物检出率为2 5 8 1 9 3 5 0 ，平均含量为 4 9 5 1 4 g l ( g ，四环素类单个化合物检出率为1 9 3 5 9 6 7 7 ，平均含量为 9 6 4 4 1 “g l ( g 【26 1 。张慧敏等调查了浙北地区使用粪肥的农田土壤中四环素、土霉素、 金霉素的残留量，平均浓度分别为1 1 9 、3 5 0 、1 0 7 g l ( 一2 7j 。以上研究说明，抗牛素 残留在土壤中广泛存在，在土壤中积累将导致农业土壤的污染【2 8 1 。 1 3 2 抗生素在水体中的残留水平 1 9 8 2 年，地表水中存在的抗牛素残留物第一次被检测出来，丰要为磺胺类和四 环素类抗牛素，含量在1 “列j 。1 9 9 9 2 0 0 0 年k o l p i ndw 等检测了美国3 0 个州的 河流的水质，结果表明，水体中含有9 5 种有机物污染物，其中有2 1 种抗牛素，有一 半水体中都含有抗牛素。s h i n w o oy 检测到地表水中磺胺类和四环素类的浓度为 o 0 3 0 0 6 l 【3 。我国学者也对水环境中的抗牛素进行了广泛的研究。养殖场水体 中抗牛素的浓度达到1 6 m “3 2 j 。阮悦斐等研究发现天津近郊地区的淡水养殖水体的 表层水中环丙沙星、恩诺沙星和土霉素的检出率较高，浓度范围在1 0 5 2 6 8 “l ， 研究同时发现，冬季3 类抗牛素在表层水和沉积物中的检出率和检出浓度普遍高于夏 季【33 | 。中国北方地区水体中抗牛素的残留状况也不容乐观，那广水等调查了北方市政 污水等水体中的四环素抗牛素的残留状况，在调查的1 3 个污水样品中四环类抗牛素 普遍检出，四环素、土霉素、金霉素、强力霉素的浓度分别达到1 1 1 4 2 7 、2 1 7 5 6 5 、 1 4 9 0 9 、1 8 7 4 5 n l ，上述结果表明，排放的污水中仍然存在大量四环素类抗牛素p 4 l 。 中国珠江流域广州段河水与深圳河中氧氟沙星、诺氟沙星、罗红霉素、红霉素、磺胺 嘧啶、磺胺二甲嘧啶、磺胺甲恶唑、阿莫西林及青霉素9 种抗牛素的残留情况调查结 果发现，深圳河中监测到了7 种抗牛素，红霉素含量最高达到1 3 4 0 n l ，磺胺甲恶 唑含量达到8 8 0n l ，在珠江广州段河水中，除阿莫西林外，其他抗牛素均有检出， 含量在7 0 4 8 9n g l 之剐 j 。 应该引起我们注意的，国外研究发现在地下水体中也有抗牛素的存在，种类繁多， 多以痕量水平存在。德国巴登符腾堡州的地下井水中检测到磺胺甲恶唑和红霉素p6 i 。 使用过粪肥的土壤地下水中也检测到了抗牛素，含量位于o 0 2 0 0 5 “l 之刚圳。我 国目前还缺乏有关地下水中抗牛素残留的报导，为了全面的评价环境中抗牛素污染的 现状，应加强相关研究的开展。 1 3 3 抗生素在养殖废弃物中的残留水平 兽用抗牛素在作为医疗药物的同时，也作为饲料添加剂以提高饲料利用率和促进 生长而在畜禽养殖业中得到广泛使用 3 引。动物的粪尿含有丰富的有机质，能够为农作 物的牛长发育提供所需要的营养元素，所以近年来如畜禽养殖动物粪便一有机肥农作 物的循环经济模式迅速发展。抗牛素使用后，通常大部分会以药物原形随粪尿排出【l 5 | ， 而研究表明，对于难降解、易吸附的抗牛素，如磺胺类和四环素类等，可以通过食物 链进行传输。粪便作为肥料施用于农田后，增加了其通过食物链积累的风险【l 。澳大 利亚采集的2 0 个鸡粪、3 0 个猪粪与3 0 个土壤样品中检测到金霉素、土霉素与四环 素的最大含量分别4 6 、2 9 、3 3 m g l ( 8 1 。北京、山东、浙江、江苏、陕西、吉林、宁 夏这7 个省、市、自治区的典型规模化养殖猪粪中的金霉素、四环素、土霉素的平均 浓度为3 5 7 、5 2 2 、9 0 9m g l ( g ，鸡粪中的平均浓度为1 3 9 、2 6 3 、5 9 7m g l ( 矿圳。陈 界等于2 0 0 5 年至2 0 0 6 年采集了江苏省各式不同种类的集约化畜禽养殖场共1 7 8 个畜 禽的粪便样品，检测了样品中包括磺胺甲嘧啶、磺胺二甲嘧啶、磺胺问甲氧嘧啶等在 内的8 种磺胺类药物，结果表明，磺胺类药物残留的检出率普遍较高，平均残留量上 磺胺甲嘧啶、磺胺氯哒嗪最大，磺胺二甲嘧啶、磺胺、磺胺氯哒嗪的检出率均高于 5 0 ，各类药物同时检出的现象比较明显【4 。通过检测分析浙北采集的9 3 个畜禽粪 便样品发现，金霉素、土霉素、四环素的检出率分别高达6 7 、4 2 、4 8 ，残留量 达到1 6 7 5 、2 9 6 、1 1 6 3 m g l ( g 【4 1 1 。以上数据说明，在畜禽粪便中抗牛素的残留量是 4 较高的，随着畜禽粪便的土地利用，抗生素会随着进入土壤、水体环境中，给土壤、 水体造成严重污染的同时，也会增加生态风险。 1 4 抗生素在环境中迁移、转化和归趋 在环境中降解缓慢、残留时间长的抗牛素，经过积累和生物链的传递，在人和动 植物体内会达到一个较高的浓度，影响人的身体健康和动植物的生长，同时也导致严 重的环境污染。目前各国环境学者对抗牛素在环境中的吸附、迁移和转归等过程开展 了多方面的研究，并取得了重要的成果。 1 4 1 抗生素在环境中的吸附 抗牛素类药物进入环境后，丰要是被吸附在土壤、沉积物中，吸附程度在很大程 度上取决于抗牛素和土壤本身的性质。喹诺酮类和四环素类抗生素的吸附作用明显高 于磺胺类和大环内脂类 4 2 | ，前两者的分子中含有较多的极性离子型官能团，如环丙沙 星含有一个一c o o h 、一个c = o 和三个一n ，有研究表明，一c o o h 对喹诺酮类的吸附 有较大的贡献【4 引。抗生素的吸附与土壤的p h 、类型等有关。蒙脱石在p h 为6 5 7 0 范围内对四环素和土霉素有较强的吸附能力】，磺胺嘧啶和磺胺噻唑在土壤中的平衡 吸附量随溶液p h 值得增加逐渐减少，p h = 9 时的吸附量接近于零 4 5 】。大环内脂类抗 生素对矿物质含量较高的土壤有一定的吸附能力，如泰勒菌素的解析率仅为 1 3 1 4 【4 2 i 。四环素与金霉素在c a 、k 饱和粘土、腐殖质及粘土一腐殖质混合体系中 的吸附研究发现，添加的抗生素仪不到4 的未被土壤吸附，c a 饱和上壤比k 饱和 土壤吸附能力更强，吸附能力最强的是粘土【46 1 。刘新程等研究了金霉素在河南封丘潮 土、南京黄棕壤、常熟水稻土以及江西鹰潭红壤这四种土壤中的吸附解析行为，吸 附能力是红壤 水稻土 黄棕壤 潮土，且金霉素在这四种土壤中的吸附行为存在较大 的差异，结果还表明，四种土壤中金霉素的吸附参数k f 值与土壤p h 呈显著负相关 4 7 1 。 1 4 2 抗生素在环境中的迁移 部分抗牛素不与固相物质结合，或者是吸附性弱迁移性强，它们及其代谢物具有 极性，易到达水环境，从而对水体造成威胁。文春波等通过室内模拟降解试验和动态 土柱淋溶试验，发现在试验条件下，磺胺嘧啶在土壤中的降解能力很弱，具有一定的 淋溶向下迁移性，且不同土壤间的迁移状况差异较大，胺嘧啶在三种土壤中的淋溶向 下迁移能力为：砂土 粘土 壤土，砂土中磺胺嘧啶的迁移能力最大，经淋溶后渗出 4 0 c m 土柱的磺胺嘧啶为加药量的7 0 1 6 ，后两者分别为3 9 6 6 、5 1 1 2 ，磺胺嘧 啶在土壤中的迁移能力与土壤性质密切相关，土壤的质地和有机质含量是影响磺胺嘧 啶在土壤中迁移能力的重要因素 4 8 1 。国斌等的研究也发现，添加抗牛素污染的土壤渗 透水中抗牛素含量明显升高【4 9 1 。 1 4 3 抗生素在环境中的降解 抗牛素在环境中降解方式有水解、光降解、牛物降解等。影响水解的因素有p h 、 微生物作用等。在p h = 3 的酸性条件下，土霉素较稳定，半衰期为4 6 3 6 士4 9 2 d ，碱性 条件下降解较快，半衰期为9 0 8 士4 2 2 d ，b 内酰胺类在弱酸性至碱性条件下的降解速 率都较快【5 。光降解反应机理丰要在于分子吸收光能变成激发态而引发的各种反应 1 5 1 i ，抗生素本身的化学结构是其能否进行光解反应的决定性因子，影响光降解的因素 还包括光敏剂、水分、p h 、抗牛素的初始浓度、光照时间、氧化剂等。磺胺类【5 2 5 3 、 四环素类( 5 4 、青霉素类5 5 1 、大环内酯类5 7 1 抗生素均可发牛光解反应。j u n gjy 等研 究发现，自然光降解磺胺丰要是由于其中的紫外光，同时，影响磺胺类的光损害强弱 的影响因子中，光照类型比光照强度和时间更为重要【58 1 。研究表明，光化学降解是抗 生素类污染物子环境中的重要消失途径 5 9 ，觚叫】。生物降解主要包括微生物降解和植物 降解，抗生素被生物降解后，可能转化为机体的组成部分或者最终转化为没有生物毒 性的无机或有机小分子。王立群等从牛产废水中分离筛选到了4 种对b 2 内酰胺环类 抗生素具有高效降解作用且耐受能力较强的菌株一不动杆菌属、埃希菌属、假单胞菌 书及芽孢杆菌属 6 2 】。植物对于抗牛素的吸收目前已日渐重视，综合近年来的研究发现， 大麦、马铃薯、玉米、豌豆、莴苣、萝卜、菜豆、黄瓜、胡萝卜等多种作物均可吸收 积累抗生素【o 引。 1 5 环境中抗生素污染的潜在风险 1 5 1 诱导性抗性基因的污染 由于抗生素的广泛使用，且可在不同的环境介质中进行迁移和转化，使得病原菌 能够长期接触低浓度药物，从而被诱发病原菌产生耐药性，这对于疾病的治疗造成了 很大的影响。p m d e n 等首次将抗牛素抗性基因( a r g s ) 作为一种环境污染物提出， 并指出其可能对动、植物和人体健康造成潜在牛态污染【6 4 1 。有机体的安全生存会因为 耐药菌的出现而受到威胁 6 5 】。e s i o b u 等研究发现，将奶牛场肥料适用于花园土壤， 包括四环素、青霉素、链霉素在内的7 0 的抗生素的抗性基因被诱导【6 6 | 。邹世春等 人通过采用抗生素抗性平板法调查了北江河水中红霉素、四环素、磺胺类抗生素3 种抗生素耐药性细菌的存在，结果表明，所采集的9 个样品中有7 个对红霉素有耐药 性、5 个对四环素有耐药性，8 个对磺胺二甲嘧啶有耐药性，进一步的p c r 定量分析 结果显示，7 个样品中均检出s u l l 和s u l 2 磺胺抗性基因，同时，数据分析发现磺胺抗 性基因的含量水平与该区域水中磺胺含量分布具有一定的相关性，表明外源性抗牛素 对河流的污染是诱导抗性基因的重要因素 67 1 。喹乙醇有明显的致染色体断裂的作用， 具有潜在的遗传毒性 6 引。耐药菌直接通过破坏和修饰抗牛素使其失活，丰要包括基团 转移、氧化还原及水解三种机制【6 9 1 。基团转移包括乙酰基转移修饰、磷酸化、糖基化、 核苷酸化、核糖基化以及巯基转移等多种途径。抗生素抗性基因可在同种生物个体甚 至是不同种物体之间进行迁移、转化、传播，更因其在环境中的持久性残留，导致对 环境牛态的危害比抗生素残留本身更大，对牛态系统及人类安全构成重要的危害。 6 1 5 2 抗生素的生态毒性 抗生素在药物设计时丰要是针对人体和动物体内的病原性致病菌，这使得其必然 会对人体和其他有机体的健康产牛潜在的威胁【。7 0 。抗生素对于人体的毒害包括直接毒 性、慢性毒性及特殊毒性作用。早在1 9 9 0 年，西班牙就曾发生2 起1 0 0 多人的盐酸 克伦特罗中毒事件，而我国于1 9 9 8 、2 0 0 1 、2 0 0 6 年相继在香港、杭州、嘉兴、金华、 上海等地发牛盐酸克伦特罗中毒事件，均是由于人们食用了含有盐酸克伦特罗的动物 性食品造成的。w b l l e n b e r g e r 等研究发现，养殖场中常用的抗生素喹乙醇对大型蚤的 极性毒性较强，对水环境有潜在的不良作用【7 1 1 。s a j l d e r s o n 等对2 2 6 种抗牛素的生态 危害性的评价结果表明，超过1 1 2 种抗牛素对鱼类有毒，其中约7 5 种抗生素对鱼类 非常毒，约4 5 种抗牛素被预测对藻类非常毒，1 6 的抗生素对大型蚤的e c 5 0 1 5 6 ( s u a m e 廿o 八 ： oo5 010 015 02o o25 0a0 035 040 045 05 mrmo r1 0 c h 删e i 33 2 5 4 9 2 ( 9 u 始m e 廿1 o m 人 3 拍 ： o6 苦。 一 1b o16 02b o2 毛o3b o3 o 4b o4 台o5 mrmo r 0c n a n n e 2 2 5 1 1 5 6 s u r 8 d 九、 ： oo 苦o1b o1 毛o2b o。2s oa6 03s o4b o4 毛o5 i m&mo fi f ic 1 1 a m 2 8 42 0 1 9 2 ( s u 口a 0 ： 图3 1s d z 、s m 。、n 4 一s m 2 、n 4 一a c e s m 。、n 4 一a c s m z 的m r m 色谱图 f i g 3 1 m r mc h m m a t o g r a mo f s d z ，s m 2 ，s m z ，n 4 a c e s m 2 ，n 4 a c s m z 3 6 5 标准曲线的绘制 用流动相将s d z 、s m z 、s m 2 、n 4 a c e s m z 、n 4 a c s m 2 的混合标准工作液稀 释，配制成浓度为5 、1 0 、2 0 、5 0 、1 0 0 和2 0 0 肛l 的混合标准溶液，用u p l c m s m s 分析。以番茄样品中s a s 的进样量为横坐标( x ) ，以其峰面积为纵坐标( y ) 进行线 性回归。 3 6 6 加标回收实验 称取番茄空白样品5 og ，添加一定浓度的磺胺类药物混合标准工作溶液，使番 茄中添加浓度分别为5 0m g l ( g 、0 5m g l ( g 、0 0 5m g 瓜g 、o 0 1m g l ( g ，静置过夜，每 个浓度设5 次重复，然后按3 6 方法测定蔬菜中磺胺类药物的浓度，计算回收率和变 异系数。 1 6 3 7 结果计算 ( 1 ) 回收率、标准偏差s d 、相对标准偏差r s d 、标准误s e 的计算按照下列公 式进行。 1 回收率( ) = 1 0 0 l 0 式中：c l 为空白样品中磺胺类药物的测定值，m g l ( g ； c o 为空白样品中添加同量磺胺类药物的添加值，m g l ( g 。 s d = s d s e = 了 v 船 只肋( ) ：竺1 0 0 式中：x 为回收率，x 为平均回收率，n 为重复数。 ( 2 ) 试验数据采用s p s s1 3 0 进行单因素方差分析( o n e w a y a n o v a ) 。 4 结果与分析 4 1 方法的线性范围、检出限 分别配制一系列标准工作溶液，在选定的色谱条件和质谱条件下进行测定，3 种 s a s 及其主要代谢物的线性方程、线性范围和相关系数见表4 1 。按照s n = 3 估算检 出限( l o d ) ，s d z 、s m 2 、s m z 、n 4 一a c e s m 2 、n 4 a c s m z 的检出限分别为0 9 0 、 o 5 3 、0 1 3 、o 8 5 、o 0 8 肛g l ( g ，定量限l o q ( s n = 1 0 ) 分别为3 0 0 、1 7 7 、0 4 3 、2 8 3 、 0 2 7 “g l ( g 。 表4 13 种磺胺及其主要代谢物的线性方程、线性范围和相关系数 t a b 4 - ll i n e a re q u a t i o n s ，l i n e a rr a n g e sa n dc o l t e l a t i o nc o e 衔c i e n t so f3s u l f o n a m i d e sa n dt h e i rm e t i b o l i t e s 4 2 方法的回收率和精密度 对不含有上述3 种抗生素的番茄样品，进行添加回收率和精密度实验，样品添加 浓度为o 0 1 m g i ( g 、0 0 5m g l ( g 、o 5m g l ( g 、5m g l ( g 。采用3 6 的试验方法，进行加 标回收实验，结果见表4 2 。在o 0 1 5 m g l ( g 的添加浓度范围内，s d z 的回收率在 8 4 3 2 1 0 2 1 4 之间，变异系数在3 0 3 5 8 6 之问，s m 2 的回收率在7 8 8 7 1 0 3 8 0 之间，变异系数在2 2 4 7 9 0 之间，s m z 的回收率在8 8 2 5 1 0 2 0 5 之间，变异系 数在3 0 3 5 8 6 之间，n 4 a c e s m 2 的回收率在8 3 8 7 9 8 0 5 之间，变异系数在 3 3 3 1 0 0 2 之间，n 4 a c s m z 的回收率在8 9 4 2 9 9 8 0 之间，变异系数在3 4 9 9 3 1 之间。有此可见，该方法具有较高的准确度和精密度，能够满足番茄样品中磺胺类药 物残留分析的要求。 1 8 表4 2 番茄样品中磺胺药物的添加回收结果( n = 5 ) 1 砧4 - 2r e s u l t so fr e c o v e